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Física
edad: 10 – 12

Reflexión interna total

Aunque el agua sea transparente, no siempre podemos ver a través de la superficie de agua.

Deja que los alumnos descubran bajo qué condiciones la superficie aire-agua deja pasar la luz y cuándo la refleja.

Objetivos de aprendizaje

Descubrir bajo qué condiciones ocurre la reflexión interna total.

Vasos transparentes de plástico o de vidrio
Agua
Tarea de los alumnos

Llena un vaso transparente de plástico o de vidrio con agua y sujétalo un poco más arriba de tus ojos. Introduce la punta de un dedo un centímetro en el agua.

1. ¿Por qué no puedes ver tu dedo completo, sino que solo ves la punta y su reflexión?

2. Mira el vaso desde diferentes lados, también desde arriba y desde abajo. ¿Bajo qué condiciones puedes ver a través de la superficie del agua? ¿Cuándo se produce el reflejo?

Preguntas orientadoras
(si es necesario)

¿Cambia algo si del otro lado de la superficie del agua está muy claro u oscuro?
› No.

¿Notas alguna diferencia entre las reflexiones vistas desde arriba y desde abajo de la superficie del agua?
› Las reflexiones vistas desde arriba son menos intensas que las observadas desde abajo.

¿La luz que pasa del agua al aire se refracta en la superficie en dirección a la línea normal o hacia el lado contrario?
› Se refracta hacia el lado contrario, alejándose de la línea normal.

¿Qué sucede con un rayo de luz que, según la ley de Snell, será refractado a más de 90˚ de la línea normal?
› Se refleja en la superficie.

Conclusiones

Es fácil ver a través de la superficie del agua desde arriba, aunque algunas pequeñas reflexiones reduzcan el contraste. También se puede ver a través de la superficie del agua desde abajo siempre y cuando mires a lo largo de un eje cerca de la línea normal de la superficie. Sin embargo, para observaciones desde un ángulo mayor que arcsin( naire / nagua ) ≈ 48˚ respecto de la línea normal de la superficie, no habrá luz visible de arriba de la superficie porque ha sido refractada en ángulos menores. En cambio, el observador ve una reflexión, como si la superficie fuera un espejo.

No obstante, cabe señalar que, debido a la segunda refracción en la superficie del vaso, los alumnos probablemente vean una reflexión interna total cuando miren desde los costados.